传输层协议和应用层协议的关系

应用层协议很多，但传输层就两个协议，如何使用传输层的两个协议标识应用层协议呢?

通常使用传输层协议加一个端口号来标识一个应用层协议，如图1所示，展示了传输层协议和应用层协议之间的关系。

图1　传输层协议和应用层协议之间的关系

下面列出了一些常见的应用层协议和传输层协议，以及它们之间的关系。

(1)HTTP默认使用TCP的80端口。

(2)FTP默认使用TCP的21端口。

(3)SMTP默认使用TCP的25端口。

(4)POP3默认使用TCP的110端口。

(5)HTTPS默认使用TCP的443端口。

(6)DNS默认使用UDP的53端口。

(7)远程桌面协议(RDP)默认使用TCP的3389端口。

(8)Telnet默认使用TCP的23端口。

(9)Windows访问共享资源默认使用TCP的445端口。

(10)微软SQL数据库默认使用TCP的1433端口。

(11)MySQL数据库默认使用TCP的3306端口。

以上列出的都是默认端口，当然可以更改应用层协议使用的端口。如果不使用默认端口，客户端需要指明所使用的端口。

图2所示的服务器运行了Web服务、SMTP服务和POP3服务。这3个服务分别使用HTTP、SMTP和POP3与客户端通信。现在网络中的A计算机、B计算机和C计算机分别打算访问服务器的Web服务、SMTP服务和POP3服务。发送了3个数据包①②③，这3个数据包的目标端口分别是80、25和110，服务器收到这3个数据包，就根据目标端口将数据包提交给不同的服务。

图2　端口和服务的关系

现在大家明白，数据包的目标IP地址是用来在网络中定位某一个服务器的，目标端口是用来定位服务器上的某个服务的。

图2展示了A、B、C计算机访问服务器的数据包，有目标端口和源端口，源端口是计算机临时为客户端程序分配的，服务器向A、B、C计算机发送响应数据包，源端口就变成了目标端口。

A计算机打开谷歌浏览器，一个页面访问网址百度，另一个页面访问网址51CTO，这就需要建立两个TCP连接，如图3所示。A计算机会给每个页面临时分配一个客户端端口(要求本地唯一)，从51CTO学院返回的数据包的目标端口是13456，从百度网站返回的数据包的目标端口是12928，这样A计算机就知道这些数据包是来自哪个网站的，应提交给哪一个页面。

图3　客户端端口的作用

在传输层使用16位二进制标识一个端口，端口号的取值范围是0～65535。端口号分为以下两大类。

1.服务器使用的端口号

服务器端使用的端口号又分为两类，最重要的一类叫作“熟知端口号”(well-known port number)或“系统端口号”，数值为0～1023。这些数值可在网址IANA官网查到。互联网数字分配机构(IANA)把这些端口号指派给了TCP/IP最重要的一些应用程序，让所有的用户都知道。图4给出了一些常用的熟知端口号。

图4　熟知端口号

另一类叫作“登记端口号”，数值为1024～49151。这类端口号是供没有熟知端口号的应用程序使用的。使用这类端口号必须在IANA按照规定的手续登记，以防止重复。例如，微软的RDP使用TCP的3389端口，就属于登记端口号的范围。

2.客户端使用的端口号

当打开浏览器访问网站或登录QQ等客户端软件和服务器建立连接时，计算机会为客户端软件分配一个临时端口，这就是客户端端口，取值范围为49152～65535。由于这类端口号仅在客户进程运行时才动态选择，因此又叫作“临时(短暂)端口号”。这类端口号是留给客户进程暂时使用的。

当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的端口号，因而可以把数据发送给客户进程。通信结束后，刚才已使用过的客户端口号就不复存在，这个端口号就可以供其他客户进程以后使用。